中國報告大廳網(wǎng)訊，截至 2023 年底，我國公路里程已達 543.68 萬公里，其中高速公路里程接近 17.7 萬公里。冬季北方地區(qū)的降水會導(dǎo)致道路積雪結(jié)冰，經(jīng)車輛碾壓后路面附著系數(shù)大幅降至 0.15 以下，嚴(yán)重影響車輛行駛的穩(wěn)定性和制動性能，快速清除冰雪、防止道路結(jié)冰成為冬季道路養(yǎng)護的關(guān)鍵任務(wù)。傳統(tǒng)機械除雪存在處理不及時、效率低、成本高的問題，僅適用于高速公路、重要道路及城市周邊，難以覆蓋鄉(xiāng)村和偏遠縣道。融雪劑憑借操作簡便、融雪化冰效率高的優(yōu)勢，能通過溶解冰雪形成鹽水溶液降低冰點，在冬季道路養(yǎng)護中得到廣泛應(yīng)用。歐美國家從上世紀(jì) 30 年代開始融雪劑的使用與研發(fā)，近年來更注重對融雪劑使用過程的全面審查與評估;我國融雪劑應(yīng)用起步于上世紀(jì) 90 年代，最初以氯化鈉為主，2000 年后逐漸采用氯化鈣、氯化鉀、氯化鎂等氯鹽型融雪劑，用量持續(xù)增長，2024 年全國融雪劑使用量約 60 萬噸，主要集中在東北和華北地區(qū)，僅北京市 2024 年冬季就采購低氯融雪劑 2600 噸，其中 II 型固體干撒類 750 噸、II 型水溶噴撒類 1850 噸。然而，傳統(tǒng)氯鹽型融雪劑的長期使用帶來了基礎(chǔ)設(shè)施腐蝕和生態(tài)環(huán)境損傷等諸多問題，推動融雪劑行業(yè)向環(huán)?；?fù)合型方向轉(zhuǎn)型已成為行業(yè)發(fā)展的核心趨勢。
為遏制融雪劑對環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施的負面影響，世界各國均制定了相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)在核心管控指標(biāo)上存在一定差異，但均對氯離子含量、重金屬離子含量及碳鋼腐蝕速率作出了限制規(guī)定。
國外典型標(biāo)準(zhǔn)包括美國相關(guān)系列標(biāo)準(zhǔn)、歐洲系列標(biāo)準(zhǔn)以及 ISO 9001:2015 系列認證，這些標(biāo)準(zhǔn)更注重水體生物毒性、融雪劑純度等指標(biāo)，其中明確要求環(huán)保融雪劑的水體生物毒性 LC50 值不低于 100mg/L，純度超過 95%，有機鹵素化合物 AOX 含量不超過 10mg/kg，對碳鋼腐蝕速率的限制更為嚴(yán)格，要求低于 0.05mm/a，同時對重金屬離子濃度的管控也更為苛刻。
我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)按冰點與融雪能力將融雪劑分為兩類，I 型融雪劑冰點在 - 15℃至 - 10℃之間，II 型融雪劑冰點不高于 - 15℃，要求植物種子相對受害率低于 50%，碳鋼腐蝕速率低于 0.11mm/a。此外，我國各地及各行業(yè)的融雪劑標(biāo)準(zhǔn)存在差異，北京市的最新地方標(biāo)準(zhǔn)增加了對融雪劑氣味、顏色、固體不溶物含量的限制，民航相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)則對生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)等環(huán)保指標(biāo)作出嚴(yán)格規(guī)定。
氯鹽型融雪劑仍是應(yīng)對冬季雨雪極端天氣的有效手段之一，其中氯化鈉和氯化鈣是主流產(chǎn)品。工業(yè)氯化鈉成本低廉，氯化鈣價格比氯化鈉高出約 40%，但融雪性能更優(yōu)，具有更低的冰點，尤其適用于溫度更低、晝夜溫差大的地區(qū)。試驗數(shù)據(jù)顯示，氯化鈣的腐蝕性比氯化鈉低 60% 至 75%，且不易取代土壤中的陽離子，但氯化鈣易吸水受潮，運輸和儲存過程中需保持干燥。除氯化鈉、氯化鈣外，氯化鉀、氯化鎂也屬于常用氯鹽型融雪劑，不同溫度下三者的融冰性能差異顯著，在 - 10℃時，融冰效率表現(xiàn)為氯化鎂>氯化鈣>氯化鈉;氯化鎂在 - 20℃時的融冰率為氯化鈉的 216.54%，但在 - 30℃時融冰率降至 120.24%，僅為 - 20℃時融冰量的一半。當(dāng)溫度低于 - 10℃時，氯化鈉和氯化鈣使用過程中極易出現(xiàn)融冰停滯和二次結(jié)冰現(xiàn)象。
為優(yōu)化氯鹽型融雪劑的性能，行業(yè)內(nèi)采用多種氯鹽混合使用的方式，通過不同氯鹽的協(xié)同作用提升融雪效果，部分混合配方的二次凍結(jié)溫度可低至 - 13.2℃，顯著優(yōu)于單一氯鹽，這得益于氯化鈣、氯化鎂溶解時釋放的熱量能增強融雪性能，此類復(fù)合氯鹽配方已在市售融雪劑中廣泛應(yīng)用。
氯鹽型融雪劑的高腐蝕性是突出問題，氯離子具有強穿透性，會破壞金屬表面鈍化膜，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕失效、混凝土道路表面腐蝕脫落、汽車底盤受損等問題，同時還會對道路周邊淡水水體和植物造成危害。為降低腐蝕性，氯鹽型融雪劑通常采用 “基礎(chǔ)鹽 + 緩蝕劑 + 雜質(zhì)” 的改良模式，緩蝕劑分為有機和無機兩類。有機緩蝕劑通過分子吸附在碳鋼表面形成物理屏障，常見類型包括銨、鏈烷醇銨、有機功能硅烷、糖類及部分脂類混合物，添加 1% 至 2% 的銨陽離子可使腐蝕速率降低近 70%，部分銨鹽還能輔助植物生長;無機緩蝕劑種類繁多，機理各異，常見的有碳酸鉀、磷酸鹽等，亞硝酸鹽基緩蝕劑是高效無機緩蝕劑，當(dāng)亞硝酸根與氯離子的摩爾比大于 0.6 時，可有效抑制氯化物引起的金屬腐蝕。近年來，綠色緩蝕劑成為研究熱點，其分子含多重鍵、芳香環(huán)、極性官能團及磷、氮、硫、氧等電負性原子，能與金屬陽離子配位形成保護層，某綠色緩蝕劑在濃度為 12% 時保護效率可達 82%，但成本比亞硝酸鹽高出 20 至 40 倍，限制了大規(guī)模推廣。此外，在融雪劑中添加粉煤灰、砂、工業(yè)廢渣等雜質(zhì)可降低氯離子濃度，進而減少腐蝕速率，但會導(dǎo)致融雪能力不同程度下降，且給雪后環(huán)衛(wèi)工作帶來不便。
針對氯鹽型融雪劑的環(huán)境危害，非氯型融雪劑成為研發(fā)重點，其主要以醋酸鹽等有機物為核心成分，包括醋酸鉀、醋酸鈉、醋酸鈣及其衍生物，這類融雪劑的腐蝕性比氯鹽型融雪劑降低 90% 以上，高濃度時冰點可降至 - 30℃以下，具備極端天氣應(yīng)用潛力。
但非氯型融雪劑存在明顯局限：一是融雪效率偏低，單位時間內(nèi)的融雪效果不及氯鹽型融雪劑;二是成本高昂，受合成工藝復(fù)雜等因素影響，醋酸鹽類融雪劑價格為普通氯鹽型融雪劑的 20 倍;三是存在凍融劣化問題，部分有機酸鹽因高冰壓表現(xiàn)出嚴(yán)重的凍融劣化現(xiàn)象。為解決這些問題，行業(yè)采取了提高使用量和復(fù)合添加兩種方式，提高使用量雖能緩解凍融劣化、提升融雪效率，但會進一步增加成本，且高濃度使用可能超出環(huán)境自主降解的耐受范圍，加劇生態(tài)環(huán)境惡化，因此復(fù)合添加成為主要改進路徑。
通過優(yōu)化有機酸鹽配比可顯著提升非氯型融雪劑性能，某配方中醋酸鉀、醋酸鈉、醋酸銨按 30%∶30%∶40% 混合，融雪能力達到傳統(tǒng)氯鹽融雪劑的 95% 以上，且保持低腐蝕性優(yōu)勢;另一配方以甲酸鈉與 AA 試劑為主要原料，添加 3 種玉米多元醇，當(dāng)甲酸鈉與 AA 試劑質(zhì)量配比為 1.9∶1、添加 1% 山梨醇時，融雪劑冰點為 - 25.1℃，融雪能力達到氯化鈣融雪劑的 90% 以上，對碳鋼的腐蝕性小于添加六偏磷酸鈉的同類融雪劑;還有一款有機環(huán)保型融雪劑，由離子表面活性劑、丙二醇、醋酸鉀、尿素和水按 0.1∶1.0∶0.7∶1.0∶7.2 的比例配制，在 - 25℃時具有良好防凍效果。
醋酸鈣鎂鹽(CMA)是公認的環(huán)保型融雪劑，其溶解熱在 0.165 至 0.181kJ/g 之間，冰點范圍為 - 9.3℃至 - 11.5℃，在 - 7℃下 60 分鐘后融冰率可達 60% 至 90%。與傳統(tǒng)融雪劑相比，CMA 具有熔點低、可生物降解的特點，對混凝土耐久性影響小，3.5% 濃度的 CMA 冰壓沖量積累僅為 2461.5MPa?min，遠低于其他醋酸鹽類融雪劑，對金屬腐蝕性小，基本不會污染土壤和水源。但 CMA 合成技術(shù)路線復(fù)雜，綜合生產(chǎn)成本為氯化鈉的 30 倍，制約了其廣泛應(yīng)用。為降低成本，行業(yè)探索了多種路徑：一是采用低廉原料，以白云石粉、醋酸廢液、尾礦砂、磷尾礦、電石渣、硼泥、秸稈灰等為原料制備的 CMA 融雪劑，均能滿足我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，融雪化冰能力與氯化鈉型融雪劑基本相當(dāng);二是簡化制備過程，如二次蒸餾法可去除焦油、酚類等有害物質(zhì)，同時簡化工藝流程;三是開發(fā)新型醋酸合成方式，利用生物發(fā)酵技術(shù)將食品廢水、糠醛廢水、木醋液等在特定反應(yīng)器中厭氧發(fā)酵生產(chǎn)醋酸，再用于制備 CMA，大規(guī)模生產(chǎn)時可采用正滲膜技術(shù)推廣。
在氯鹽混合使用提升融雪能力的研究基礎(chǔ)上，將不同類型融雪劑復(fù)合使用成為優(yōu)化融雪劑性能、降低環(huán)境損傷的重要方向。通過合理配比，混合型融雪劑可在融雪效率、腐蝕性控制、成本平衡等方面實現(xiàn)協(xié)同提升，滿足國標(biāo)及地方標(biāo)準(zhǔn)要求。
部分混合型融雪劑通過醋酸鈉與氯鹽復(fù)合，有效降低了產(chǎn)品的腐蝕性和使用成本;在 CMA 融雪劑中引入醋酸鉀制成的三元復(fù)合型融雪劑，化冰速率顯著提升，添加亞硝酸鈉、硝酸鈣及尿素后，能進一步降低礦粉 CMA 產(chǎn)品對碳鋼的腐蝕性;以生化黃腐酸為主要成分，按 1∶0.7∶1.3 的比例與醋酸鈣、氯化鈣復(fù)合制成的環(huán)保型融雪劑，其對碳鋼的腐蝕性和對植物種子的相對受害率均符合北京市地方標(biāo)準(zhǔn);多款新型復(fù)合型融雪劑產(chǎn)品，以甲酸鈉、醋酸鈉等為核心成分，搭配其他環(huán)保添加劑，對種子發(fā)芽率及植物生長抑制作用小，能同時滿足冬季融雪與環(huán)境保護的多重需求。需要注意的是，混合型融雪劑開發(fā)過程中配方選擇存在一定隨機性，實際使用時需明確標(biāo)注最佳用量和配比。
傳統(tǒng)融雪劑使用需投入大量人力物力，開發(fā)環(huán)保持續(xù)釋放融雪劑的瀝青路面成為行業(yè)研究熱點。這類技術(shù)通過在瀝青混合料中添加鹽化材料替代部分礦物質(zhì)材料，下雪時，瀝青混合料內(nèi)部的鹽在車輛滾動和毛細壓力作用下逐漸析出，擴散到路面后降低水的冰點，實現(xiàn)冰雪融化。
瑞士開發(fā)的融冰材料由氯化鈣薄片和亞麻籽油組成，氯化鈣質(zhì)量占比 75%，以礦料質(zhì)量 5% 的比例摻入瀝青混合料，可將路面凍結(jié)溫度降低至 - 20℃;日本開發(fā)的微納米改性融雪材料(MFL)，以氯化鈉等氯鹽為主要成分，經(jīng)特殊工藝鑲嵌于多孔火成巖中，在瀝青混合料熱拌過程中按 3% 至 8% 的比例摻入，1986 年首次鋪設(shè)的持續(xù)釋放融雪瀝青路面已在日本大部分地區(qū)推廣應(yīng)用。我國于 2008 年引入該技術(shù)，在山西、湖北、黑龍江等地建造了試驗路段，實踐表明該類路面能有效防止道路結(jié)冰，但水穩(wěn)定性明顯下降，且相關(guān)研究仍存在不足，如主要集中在礦物材料替換后瀝青混合料的基本性能變化，對持續(xù)釋放融雪瀝青混合料的長期性能和有效除冰期的估計尚需完善。
近年來，多功能型融雪劑的技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)推進：采用二氧化硅微球包覆醋酸鎂制備的 MAS 防冰劑，粒徑在 900nm 至 2μm 之間，以等體積替代 0 至 0.075mm 骨料的 6% 比例添加到瀝青混合料中，可在滿足混合料強度和性能要求的同時，實現(xiàn)最佳緩釋效果;將改性瀝青、玄武巖碎骨料、石灰石礦物填料混合加載在相變微膠囊中，搭配溫敏緩釋防冰劑構(gòu)成的復(fù)合體系，相變材料的潛熱可延遲環(huán)境溫度下降并抑制鹽基緩釋材料釋放，延長抗冰瀝青混合料的使用壽命;通過正交試驗和響應(yīng)面法優(yōu)化制備的緩釋儲鹽融雪骨料，180 分鐘時的鹽釋放量比未包裹的儲鹽骨料低 43.75%，5 克該骨料在 - 5℃時的融冰量可達 0.9 克，在防冰融雪方面具有一定應(yīng)用潛力，但實際應(yīng)用中仍需進一步優(yōu)化以平衡路用性能與融雪效果。
融雪劑作為冬季道路冰雪清除的關(guān)鍵材料，在保障交通出行安全中發(fā)揮著不可替代的作用。2024 年我國融雪劑使用量約 60 萬噸，市場需求集中在北方地區(qū)，行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)明顯的環(huán)保轉(zhuǎn)型與技術(shù)升級趨勢。現(xiàn)行國內(nèi)外融雪劑標(biāo)準(zhǔn)均聚焦氯離子、重金屬離子含量及碳鋼腐蝕速率等核心指標(biāo)，國外標(biāo)準(zhǔn)在水體生物毒性、純度等方面要求更為嚴(yán)格，我國則形成了國家、地方、行業(yè)多層次的標(biāo)準(zhǔn)體系，適配不同應(yīng)用場景需求。
氯鹽型融雪劑仍是目前應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，氯化鈉、氯化鈣等核心產(chǎn)品的融雪性能與成本優(yōu)勢顯著，但高腐蝕性問題突出，綠色高效緩蝕劑的研發(fā)與應(yīng)用成為其優(yōu)化的核心方向。非氯型融雪劑以環(huán)保優(yōu)勢成為研發(fā)熱點，醋酸鹽類及 CMA 融雪劑在腐蝕性控制、生態(tài)友好性方面表現(xiàn)優(yōu)異，但受成本高昂、融雪效率不足等因素限制，大規(guī)模應(yīng)用仍需突破原料與工藝瓶頸。混合型融雪劑通過不同成分的協(xié)同作用，實現(xiàn)了融雪效率、腐蝕性、成本的平衡優(yōu)化，是當(dāng)前兼顧性能與環(huán)保的實用選擇。多功能型融雪劑依托瀝青路面復(fù)合技術(shù)，實現(xiàn)了融雪劑的持續(xù)釋放與長效應(yīng)用，技術(shù)創(chuàng)新成果顯著，但在長期性能與應(yīng)用適配性方面仍需完善。
中國報告大廳《2025-2030年中國融雪劑產(chǎn)業(yè)運行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報告》指出，未來融雪劑行業(yè)將持續(xù)圍繞環(huán)?；?、高效化、低成本化發(fā)展，路面噴灑型緩釋融雪劑有望成為適配現(xiàn)有公路體系的可行解決方案，同時建立適配我國國情的完備環(huán)保復(fù)合型融雪劑評價標(biāo)準(zhǔn)體系，完善測試技術(shù)，將為行業(yè)健康發(fā)展提供重要支撐。
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